聚氯乙烯绝缘电缆热压印字的试验分析

张宗涛， 李 平， 陈 江， 李 翔， 李 凡

（国家电线电缆质量监督检验中心（甘肃），甘肃 天水741018）

0 引 言

电线电缆产品要求表面有制造厂名称、产品型号和额定电压的连续识别标志，标志印字方式有油墨印字、热压印字和激光印刷，用不同的颜色或数字印刷在绝缘护套表面，标志应字迹清楚、容易辨认、耐擦。

热压印字（以下称压印）通过印字装置将雕刻在印字轮上的凹凸字体以热压的方式把印字内容压印到线缆表面，一般适用于外径较大的电缆，近年来也被一些企业用于小规格的电线电缆上，这种标志保持时间长、字体不脱落、无耗材、易维护，但印字轮加工成本较大、印字不完整、不能动态打印米数［1］。

本文以有压印标志的电缆试样为试验对象，分析了压印对标志清晰度、护套最薄点厚度和机械性能的影响。

1 压印标志的清晰度

1.1 标志的标准规定

GB／T 5023—2008 《额定电压 450／750 V 及以下聚氯乙烯绝缘电缆》［2］及 JB／T 8734—2016《额定电压450／750 V及以下聚氯乙烯绝缘电缆电线和软线》［3］规定，电缆标志可以用油墨印字或采用压印凸字在绝缘或护套上，所有标志应字迹清楚。

GB／T 6995—2008《电线电缆识别标志方法》［4］规定，压印标志可采用凸印或凹印的型式，直接压印在载体上，压印标志应清晰或易于辨认。标志清晰度用目力检查。

从上述规定可以看出，额定电压450／750 V及以下聚氯乙烯绝缘电缆可以采用压印的印刷方式，标志应字迹清楚。

1.2 压印标志的清晰度（与油墨印字标志对比）

图1是采用压印标志的电缆和油墨印字标志的电缆试样（1＃～4＃），在不同的背景下拍摄的图片，图片上方为采用压印的试样，下方为采用油墨印字的试样。其中：1＃试样取自压印的60227 IEC53（RVV）300／500 2×1，2＃试样取自油墨印字的 RVVB 300／500 2×0.75，3＃试样取自热压印字的 60227 IEC01（BV） 450／750 2.5，4＃试样取自油墨印字的 RVVB 300／500 2×0.75。

清晰度指被观察物上各细部影纹及其边界的清晰程度，清晰度用目力检查，没有可以量化的判定指标。

图1 压印与油墨印字标志的对比

符合标准要求的标志，应能看清细部影纹和边界，通俗地说，应能看清楚。从图1可以看出，压印标志的清晰度不如油墨印字标志；而且电缆规格小，压印标志的清晰度会变差，在有些光线下甚至难以观察到印字内容。

2 压印对护套最薄点厚度的影响

按GB／T 2951.11—2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第11部分：通用试验方法——厚度和外形尺寸测量——机械性能试验》［5］：绝缘和护套厚度测量的试样制备时，如果绝缘和护套上有压印标记凹痕，则会使该处厚度变薄，因此试件应取包含该标记的一段。

沿着60227 IEC53（RVV） 300／500 2×1电缆导体轴线方向，在有压印的白色护套上切取两个试样（5＃、6＃），在测量投影仪上放大观察，可以明显看到压印形成的压痕，见图2。

图2 压印在导体轴线方向形成的压痕

沿着电缆垂直于导体轴线有压印的护套平面切取两个试样（7＃、8＃），在电缆结构测试系统中放大观察，也可以明显观察到压印形成的压痕，见图3。

对5＃～8＃试样压痕处热压前的厚度、最大压痕深度、压痕处最薄点的厚度进行测量，结果见表1。

根据 GB／T 5023.5—2008《额定电压 450／750 V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 第5部分软电缆（软线）》， 60227 IEC53（RVV）300／500 2×1 护套厚度的规定值为0.8 mm，护套最薄点的厚度应不小于0.58 mm。

图3 压印在垂直于导体轴线方向形成的压痕

表1 试样热压前厚度、最大压痕深度、压痕处最薄点厚度

由表1可以看出，压痕处的护套厚度满足护套最薄点厚度的规定值要求，压印引起护套厚度明显变化，8＃试样最大压痕深度为0.150 mm，达热压前厚度的20.5%。

电缆生产，无论热压形成的压痕是否在护套的最薄处，都会增加护套工艺控制的难度，如果加大护套厚度，会增加护套材料的消耗，增加电缆生产成本。

3 压印对护套机械性能的影响

热压印字压痕引起护套最薄点厚度的变化，会进一步影响到护套老化前后的机械性能。

从试样护套上取3组哑铃试样，第一组测试有印字试样老化前后的机械性能，第二组测试无印字试样老化前后的机械性能，第三组在护套有印字侧取样测试老化前后的机械性能。测试使用CMT-0.5拉力试验机（拉力0～500 N，误差≤1%；拉伸速率250 mm／min，误差±50 mm／min），RL100 自然通风老化箱（温度：80℃，误差±2℃），老化条件：温度为（80±2） ℃，时间为 7 d。

根据 GB／T 5023.5—2008，60227 IEC53（RVV）300／500 2×1应使用 PVC／ST5型聚氯乙烯护套，护套的抗张强度最小中间值为10.0 MPa，断裂伸长率最小中间值为150%，老化前后抗张强度最大变化率、断裂伸长率最大变化率为±20%。

3.1 有印字试样老化前后的机械性能

第一组试样（9＃～18＃）取自护套的有印字部分，测试老化前后的机械性能，其中：9＃～13＃为老化前试样，14＃～18＃为老化后试样，试验结果见表2。

表2 有印字试样老化前后的机械性能

由表2可知：有印字护套试样老化前后的机械性能符合标准要求。如果有印字试样的印字部分被哑铃刀从中间分开（如图2），拉伸时试样可能从印字压痕处撕裂，使抗张强度和断裂伸长率明显下降。

3.2 无印字试样老化前后的机械性能

第二组试样（19＃～28＃）取自护套的无印字部分，测试老化前后机械性能，其中：19＃～23＃为老化前试样，24＃～28＃为老化后试样，试验结果见表3。

表3 无印字试样老化前后机械性能

由表3可以看出，无印字护套试样老化前后的机械性能也符合标准要求。

根据表2和表3的测试结果，有印字比无印字的试样老化前的抗张强度下降18.7%，断裂伸长率下降24.7%；有印字比无印字的试样老化后的抗张强度下降12.8%，断裂伸长率下降25.0%。

3.3 护套有印字侧所取试样老化前后的机械性能

按 GB／T 2951.11—2008［5］护套材料的取样要求：在电缆制成条件下，需老化处理的试件应取自紧靠未老化试验用试样后面一段，老化和未老化试样的拉力试验应连续进行。

按上述规定，第三组试样29＃～38＃在护套有印字侧取样，测试有印字和无印字的试样共存时，老化前后机械性能的变化，其中：29＃～33＃为老化前的试样，34＃～38＃为老化后的试样，试验结果见表4。

表4 有印字侧护套试样老化前后的机械性能

由表4可以看出，在有印字侧护套取试样，老化前后机械性能中的断裂伸长率的变化率超过了标准±20%的规定，这是由于测试有印字和无印字共存的试样的抗张强度和断裂伸长率有离散性。

4 结 论

通过对聚氯乙烯绝缘电缆压印的试验分析，可以得出：

（1）在小规格电缆上压印标志的清晰度较差，有时不易辨认；

（2）压印对绝缘护套最薄点有明显影响；

（3）压印会引起绝缘护套材料抗张强度、断裂伸长率明显下降，且对老化前后的抗张强度变化率、断裂伸长率变化率有影响。